[发明专利]图像去雾方法和拍摄装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其是涉及一种图像去雾方法和拍摄装置。

背景技术

近年来，随着城市化加剧，雾霾天气出现频率增加，雾霾天气给户外拍摄及相关信息提取带来了很大挑战，图像去雾技术越来越受到人们的重视。

已知的图像去雾方法，大多是基于大气散射模型的各单幅图像去雾方法，较为知名的当属刘倩等提出的快速图像去雾方法和何凯明提出的基于暗通道先验的图像去雾方法。其中暗通道先验是这样一个观察到的统计事实：在绝大多数非天空的局部区域里，某些像素总会有至少一个颜色通道具有很低的值。

然而，现有的图像去雾方法，计算复杂度较高，直接运用于较低计算性能的拍摄装置时，实时性应用上表现不佳，而且还存在闪烁现象，去雾效果不佳。虽然可以通过采取降低图像帧率的方式来解决实时性问题，但降低图像帧率会影响图像效果，影响用户体验。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种图像去雾方法和拍摄装置，旨在提高拍摄装置的去雾效果和去雾的实时性。

为达以上目的，本发明提出一种图像去雾方法，包括步骤：

检测输入图像当前是否处于稳定状态；

若所述输入图像当前处于稳定状态，则采用大气散射模型参数精细算法计算出大气光值和透射率图；

若所述输入图像当前处于非稳定状态，则采用大气散射模型参数快速算法计算出大气光值和透射率图；

根据所述大气光值、透射率图和大气散射模型，将所述输入图像恢复为无雾图像。

优选地，所述检测输入图像当前是否处于稳定状态包括：

以预设时间间隔为周期，对比所述输入图像的参照帧和当前帧的图像差异；

若对比结果为图像相似，则判定所述输入图像当前处于稳定状态；

若对比结果为图像不相似，则判定所述输入图像当前处于非稳定状态；

其中，当所述输入图像的初始状态为稳定状态时，所述参照帧为所述输入图像的初始帧；当所述输入图像的初始状态为非稳定状态时，所述参照帧为所述输入图像当前帧的前一帧。

优选地，所述对比所述输入图像的参照帧和当前帧的图像差异的步骤之前还包括：

利用传感器检测拍摄装置是否处于抖动状态；

若拍摄装置处于非抖动状态，则判定所述输入图像当前处于稳定状态；

若拍摄装置处于抖动状态，则进入下一步骤。

优选地，所述方法还包括：当输入图像保持稳定状态不变时，仅对输入图像进入稳定状态后的首帧图像采用大气散射模型参数精细算法计算出大气光值和透射率图，以后各帧图像则对前一帧图像的透射率图进行微调后作为本帧图像的透射率图。

优选地，所述采用大气散射模型参数快速算法计算出大气光值和透射率图包括：

获取所述输入图像I(x)，计算所述输入图像所对应的暗通道图M(x)；

计算所述暗通道图中的灰度均值M_av，对所述暗通道图做均值滤波操作获得M_ave(x)；

根据所述灰度均值M_av和M_ave(x)计算出大气光值A和透射率图t(x)。

优选地，所述采用大气散射模型参数精细算法计算出大气光值和透射率图包括：

获取所述输入图像；

对所述输入图像以迭代的方式进行区域划分和参数计算获得精细的大气光值；

根据大气散射模型，并考虑去雾的对比度增益、增强后图像信息损失以及闪烁现象容忍度三者间均衡，获得粗略的透射率图；

对所述粗略的透射率图各点在一给定尺寸窗口内做引导滤波得到中间图，对中间图的一点，选取周边间隔为分数尺寸窗口尺寸的点做高斯滤波得到精细的透射率图。

本发明同时提出一种拍摄装置，包括场景变化检测模块、参数计算模块和图像恢复模块，其中：

场景变化检测模块，用于检测输入图像当前是否处于稳定状态；

参数计算模块，用于当所述输入图像当前处于稳定状态时，采用大气散射模型参数精细算法计算出大气光值和透射率图；当所述输入图像当前处于非稳定状态时，采用大气散射模型参数快速算法计算出大气光值和透射率图；

图像恢复模块，用于根据所述大气光值、透射率图和大气散射模型，将所述输入图像恢复为无雾图像。

优选地，所述场景变化检测模块用于利用图像对比算法检测所述输入图像当前是否处于稳定状态，具体为：

以预设时间间隔为周期，对比所述输入图像的参照帧和当前帧的图像差异；